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産業用太陽光発電に蓄電池を採用するメリットは?デメリットもあわせて解説

いま、太陽光発電市場で蓄電池が盛り上がりを見せていますが、産業用太陽光発電においては蓄電池の導入メリットはあるのでしょうか。


結論からお伝えすると、経済的な観点でも蓄電池を導入するメリットは十分にあります。


本記事では、産業用太陽光発電における蓄電池の4つのメリット、そしてデメリットを解説していきます。

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1.太陽光発電市場における「蓄電池」の存在とは

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太陽光発電市場において、蓄電池とは一体どのような存在になっているのでしょうか。

現在の太陽光発電事業が置かれる状況の最新情報と、蓄電池によって太陽光発電がどのような効果を得られるのかについて解説していきます。

(1)FIT終了で太陽光発電の売電メリットが減少

太陽光発電市場を牽引してきたFIT制度について、2019年6月に新聞各社からある報道がされました。それは、経済産業省が2020年度でFIT制度の廃止を検討しているという内容です。

2021年以降は、FIT制度が根本的に見直しとなる見込みが高くなりました。産業用太陽光発電は、FIT制度が廃止となりFIP制度という競争入札制度へ移行されるといわれています。

詳細はこれから議論されていく中で変わりますが、いずれにしても制度の見直しによって大きく変わるのは買取価格です。

FIT制度のときに比べると、買取価格が下落することは目に見えています。そうなれば、これまでの売電収入によるメリットは減少してしまいます。

そこで、収益性を改善する方策として注目を集め始めているのが、蓄電池を用いた自家消費のより効率的な活用というわけです。

(2)企業・法人の自家消費シフトで太陽光発電の蓄電池が注目

2021年度以降もFIPなどの別制度へ移行して売電できる可能性は残っているものの、その買取価格はこれまでのFIT価格からは大きく下落することは明白です。

さらに、電力会社から購入する電気代は2010年比で上昇しており、今後も消費税対応等で値上げが続いていくと予想されます。

図

出所:経済産業省 資源エネルギー庁「日本のエネルギー2018 「エネルギーの今を知る10の質問

電気の使用用途があれば自家消費を優先し、節電効果を高めたほうが経済メリットを生み出せるように変わっていきます。

そのため今後は、売電中心から自家消費へシフトする動きが加速していくと考えられます。特に、アパートや工場、オフィス、店舗などで電力の消費先がある場合には、自家消費することで大幅に電気代を削減できるでしょう。

また上記に加えて、蓄電池の市場価格が年々下がっていることも、蓄電池の導入に追い風となっている要因の1つ。以下のグラフは、経済産業省がVPP補助金額を検討する際にまとめた、蓄電池の目標価格の推移です。

図

出所:経済産業省 資源ネルギー庁「定置用蓄電池の価格低減スキーム

太陽光発電の市場価格がFIT価格の見直しで年々下がっていったように、蓄電池も補助金額の低減によって市場価格が落ちてくるでしょう。

また、市場価格の下落に伴って販売量も増加するので、スケールメリットによってより市場価格は下落していきます。

実際にシンクタンクの予想では、蓄電池の市場規模は2020〜2030年にかけて、住宅用・産業用ともに大幅な伸びを見せると予想がされています。

図

出所:富士経済「電力貯蔵システム向け二次電池市場は2030年に1兆2,585億円

2.産業用太陽光発電に蓄電池を導入する4つのメリット

FIT制度終了や電気代上昇により太陽光発電市場で蓄電池が存在感を増していることがわかったところで、具体的に太陽光発電へ蓄電池を導入するメリットを解説していきます。

大きく次の4つがあります。1つずつ詳細な内容を確認していきましょう。

蓄電池を導入する4つのメリット
蓄電池と過積載を組み合わせて売電量アップ
出力抑制時の売電ロスを回避
既存太陽光発電システムの変更が必要ない
自家消費の場合に安定した電力供給が期待できる

(1)蓄電池と過積載を組み合わせて売電量アップ

蓄電池と過積載を組み合わせることで、太陽光発電の売電量アップを実現できます。蓄電池を導入することで、これまでロスしていた発電量を活用できること、そして過積載率を上げられるからです。

過積載とは、太陽光発電のシステム容量を大きく超えた出力の太陽光パネルを積載することをいいます。ただし、太陽光パネルの出力がパワーコンディショナの容量以上となると、ピークカットされてロスになってしまいます。

とはいえ、総出力の最大値まで発電することは、1年を通して発電条件が良い十数日程度。過積載率が200%以下であれば、ピークカットは発電量全体の数%程度ですので、売電収入の増加の効果の方が十分に大きくなります。

現在の太陽光発電では、150〜200%程度の過積載をするのが一般的になっています。

図

出所:経済産業省 資源エネルギー庁「既認定案件による国民負担の抑制に向けた対応

この過積載に蓄電池を組み合わせることで、通常はピークカットでロスされてしまう電力を一旦は蓄電池に充電し、発電が落ち着いてきた夕方以降に放電・逆潮流して売電ができるようになるのです。

これによって、過積載をしながらロスを減らし、売電収入を最大化できます。

さらには、ピークカットがある程度発生しても蓄電池への充電で吸収できようになるので、200%以上に過積載率を上げても対応が可能となり、より経済的なメリットを享受できるでしょう。

図

出所:経済産業省 資源エネルギー庁「既認定案件による国民負担の抑制に向けた対応

ただ、この組み合わせを使えるのは、基本的に太陽光発電と蓄電池を同時に設置するとき限定です。

①事後的蓄電池の設置はFIT終了後にチャンスあり

上記したとおり、蓄電池と過積載の組み合わせが太陽光発電と蓄電池の同時設置に限られており、すでに設置・稼働している太陽光発電へ事後的に蓄電池を併設することは経済産業省に認められていません。その理由は、この事後的設置が「再エネ賦課金の国民負担が増加するのを助長する行為」と見なされているためです。

一方で、経済産業省はこの仕組みを取り入れれば、再生可能エネルギーを最大限活用するという根本的な政府のエネルギー政策指針と、系統の電力安定化の実現に寄与するという事実は評価しています。

そこで、次の2つの条件いずれかを満たしている場合に限っては、例外的に事後的な蓄電池の設置が許すこととなりました。

その1つが、過積載した太陽光発電のパワーコンディショナよりも太陽光パネル側に蓄電池を設置して、蓄電池に充電した電気を逆潮流する際に、太陽光発電とは区分して計量・FIT外で売電するものです。

もう一方の例外措置の条件は、上記のように区分計量ができない場合であっても、現在の設置している太陽光発電を含めて蓄電池を設置した時点の買取価格に変更するのであれば設置を認められます。

図

出所:経済産業省 資源エネルギー庁「既認定案件による国民負担の抑制に向けた対応

(2)出力抑制時の売電ロスを回避

産業用太陽光発電への蓄電池導入は、売電収入が減少するリスクの1つである出力抑制にも効果を発揮します。出力抑制は、電力の需給バランスが崩れて大規模な停電が起こらないように、太陽光発電の売電を電力会社が制限する制度です。

特に、GWや年末年始など大型連休で電力需要が大幅に減少する時期、太陽光発電にとって良い発電条件の整う5〜7月の晴天時に、電力会社から出力抑制の要請がかかります。太陽光発電がいくら発電していたとしても、出力抑制が働くとシステム容量に対する一定の割合以下の売電量、もしくは完全に売電不能な状態になってしまいます。

多くの場合、1日単位で制限されることが多いので、丸々1日分の売電収入がなくなるのです。このとき蓄電池があれば、出力抑制でロスするはずだった発電量分を充電しておいて、夕方以降に出力抑制が解除され売電可能になったタイミングで売電が可能です。

出力抑制は2019年9月現在、実際に実施された実績があるのは九州電力の管轄エリアのみに限られています。しかしながら、今後は四国電力を始めとする他の電力会社でも、太陽光発電の比率が80%以上となる時期があり、出力抑制の可能性が高まってきたと発表されています。

今後の状況も踏まえると、出力抑制の対象エリアであれば、蓄電池の併設も視野に検討をすすめるべきでしょう。

関連記事:出力抑制の対象地域はどこ?太陽光投資家が実践できる対策はあるの?

(3)既存太陽光発電システムの変更が必要ない

蓄電池は、既に設置済の太陽光発電システムに大きな変更を加えずとも導入できる点もメリットといえるでしょう。

追加機器のメーカーや型式によりますが、通常は既存の太陽光発電システム内に他の機器を追加するとなると、接続検証ができていないことを理由に動作保証無しで導入せざるを得ない場合もあります。また、太陽光発電の対応メーカー以外の機器であれば、太陽光パネルやパワーコンディショナなど構成機器のメーカー保証が適用外となってしまいます。

しかし、蓄電池メーカーは基本的に太陽光発電メーカーと相互接続試験を実施しているため、対応する太陽光発電メーカーも非常に多く、そのような心配が少ないです。一見すると地味な内容ですが、20年以上の長期的な運用となる太陽光発電においては、メーカー保証は経済的な観点でも非常に重要です。

特に産業用太陽光発電は、住宅用太陽光発電よりも接続する電気機器が増えるため、注意すべきポイントになります。また、対応メーカーでなければ相性の問題で太陽光発電・蓄電池どちらの寿命にも影響してくる可能性がありますので、導入前には必ず双方のメーカーへ確認しておきましょう。

(4)自家消費の場合に安定した電力供給が期待できる

産業用太陽光発電と蓄電池を併用するメリットの最後として挙げるのは、自家消費利用において電力供給の安定性が増す可能性が高くなる点です。

企業の工場やオフィスなどで、産業用太陽光発電を自家消費で利用するとなると相当の電力供給が必要になります。また必要になる電力量も、工場であれば設備の稼働状況、オフィスであれば人数変動などの要素から日によって大きく変わるため、電力供給には柔軟性が欲しいところです。

しかしながら、日中かつ晴天時しか発電できない太陽光発電のみでは、安定した電力供給ができるとはいいきれません。ここに蓄電池が入れば、電力供給の安定性を飛躍的に向上させられるのです。

①稼働状況により電力需要が増えたタイミングでの放電が可能

需要が少ない日には日中に発電した電力を蓄電池に充電しておいて、工場やオフィスの稼働状況によって電力需要が増えたタイミングに放電可能です。また、太陽光発電は購入電力の削減による節電効果がありますが、このほか電力契約の基本料金が安くなる可能性もあります。

産業用太陽光発電の電力契約は法人契約で、電力料金体系は契約電力量が年間の最大需要電力月が採用される形になっています。そのため、太陽光発電と蓄電池の組み合わせによって電力使用量が減らせれば、契約電力量が減り基本料金が下がるという仕組みです。

これまでは太陽光発電の導入先が、電力消費のある工場やオフィスであっても、FIT制度による経済メリットから全量売電することがほとんどでした。

しかし、これからはどの売電方式を選択するか、収益性と非常用電源としての活用という観点も含めて比較検討していく必要があるでしょう。

関連記事:自家消費型太陽光発電を検討する企業が増加中!どんなメリットがあるの?

3.太陽光発電と蓄電池を併用する3つのデメリット

デメリット

太陽光発電と相性の良い蓄電池ですが、併用することによってデメリットや注意点もあります。

大きく分けて、次の3つです。

太陽光発電と蓄電池を併用するデメリット
蓄電池の初期投資費用が負担大
設置スペースの確保が必要である
蓄電池には寿命がある

(1)蓄電池の初期投資費用が負担大

蓄電池の市場価格が下落してきたはいえ、その下落した価格でも数百万円単位の初期投資費用がかかるため、非常に高額な買い物といわざるを得ません。

太陽光発電を導入する際の投資額としても数百万〜数千万円単位の金額負担が必要になるので、さらに追加で高額投資を行うのは事業者にとって負担が大きいです。購入前には、事業計画を見直して投資対効果を整理するのはもちろんですが、銀行などからの融資やご自身の資産状況に合わせて検討を進めていきましょう。

また、蓄電池の補助金があれば、投資額の負担を軽減するためにそちらも積極的に活用していきたいところです。

各自治体の蓄電池に関する補助金がある場合もあります。各自治体の補助金は、都道府県、市町村単位で設定されていますので、導入前に一度は必ず確認しておきましょう。

(2)設置スペースの確保が必要である

蓄電池はサイズが非常に大きいため、その設置スペースを確保しなければなりません。太陽光発電と蓄電池、どちらの作業スペースも確保したうえで設置場所を決める必要があるため、土地面積に余裕がない場合や事後的に蓄電池を設置する場合は特に注意しましょう。

産業用蓄電池のサイズを把握するために、例としてパナソニックのパワーステーションダブルタイプのサイズを見てみましょう。

①蓄電池サイズのイメージ

蓄電容量が最も多い22.4kWhの本体サイズは、幅1,330mm×高さ1,700mm×奥行250mmで、だいたい更衣室のロッカー3〜4人分くらいになります。奥行きは、メンテナンスや点検の作業スペースとして1mは確保しておきたいので、1,300mmは見ておいたほうが良いでしょう。

そして、産業用太陽光発電と併設するならほとんどが屋外設置型の蓄電池ですが、蓄電池が苦手とする高温や湿気を避けて設置する必要もあります。蓄電池本体へ直射日光が当たる場所や、水分の溜まりやすい場所、塩害地域への設置は適しません。風通しがよく、熱がこもらない環境に設置しましょう。

また、高温だけでなく低温時にも蓄電池は正常に動作できなくなることがあるので、動作環境の温度範囲には注意をしておきましょう。

②蓄電池の重量も要チェック

蓄電池は、重量も相当な重さがあります。さきほどのパナソニックのパワーステーションダブルタイプ22.4kWhでは、195kgもの重量があります。

蓄電池本体が地震や強風で倒れて、機器の破損・故障や人を下敷きにするといった事態を避けるために、メーカーの設置基準に従って壁面への固定やコンクリート基礎を打つといった対処を行いましょう。

(3)蓄電池には寿命がある

太陽光発電の機器もそうですが、蓄電池にももちろん寿命があります。

50kW未満の低圧太陽光発電でよく使われるのは、リチウムイオン蓄電池と鉛蓄電池ですが、それぞれ寿命は10年といわれています。ただし、10年経過した蓄電池が即座に利用できなくなるわけではありません。

あくまで、10年ほどで一定の充放電サイクル数に達して、蓄電容量が70〜80%程度まで劣化した状態になるだけです。とはいえ蓄電容量が低下してしまうと、エネルギー利用効率も下がるため収益性に大きく影響してきます。

そのため、蓄電容量が下がってきたと感じ始めたら、蓄電池を交換すべきかそのまま使い続けるべきかの選択を迫られることになるでしょう。

また、蓄電池の本体以外にもパワーコンディショナや電子部品が寿命を迎えることも十分にあり得ます。もちろん蓄電池の交換は、メーカー保証期間内でなければ費用がかかります。投資対効果を考えながら、どう対処するか検討していきましょう。

4.産業用太陽光発電も蓄電池との相性抜群でメリットも多い!

太陽光発電は、2021年度以降にFIT制度が廃止される動きもあって、市場全体が転換期を迎えています。

そんな中で蓄電池が注目を集め、産業用太陽光発電との併設でも十分に良さを発揮できるメリットが挙げられてきています。特にFIT制度廃止後、自家消費・売電いずれの場合であっても経済的なメリットの広がりが期待できるでしょう。

一方で、蓄電池には初期投資や寿命といった観点でデメリットや注意点の理解も必要です。

蓄電池のメリットとデメリット、双方をよく把握したうえで導入検討を進めていきましょう。

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著者 今野 彰久

スマートエネルギー事業部の部長です。
自身でも太陽光投資をしているため、投資する方の目線でのご紹介を得意としています。

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